基于纵波三维层析成像技术的压裂检测方法

国内煤层气勘探由于煤层埋深浅,煤储层致密、压力低,均需压裂增产作业。而压裂效果与煤层气单井增产效果密切相关,因而研究煤层压裂效果,建立评价指标,指导压裂设计至关重要。三维声波测井资料能够获取井周轴向、径向以及环向速度变化信息,在压裂前后,利用三维层析成像处理技术,可以评价煤层气井压裂效果。将该技术与传统声波技术和微地震监测结果相结合,能够直观判断煤层气储层压裂改造前后在纵横向及环向的变化情况。

一种高分辨率多基线InSAR三维层析成像方法

多基线InSAR(Muti-baseline InSAR)可以进行三维层析成像,用于地面遥感与地下地质情况分析。受限于实际系统,多基线InSAR的基线数目非常少,使用传统方法成像时分辨率很低。为提高高度维分辨率,文中建立了多基线InSAR成像的阵列信号处理模型,将阵列信号处理中的MUSIC算法应用到多基线InSAR的高度维成像中,进行数字仿真实验,仿真结果表明,文中的方案能提高多基线InSAR高度维的分辨率,获得较低的旁瓣。

富水断层破碎带隧道超前预报的地震波三维层析成像应用研究

富水断层破碎带的超前预报是隧道施工地质超前预报的重要内容之一,依托某在建隧道工程,通过现场测试试验,研究了地震波三维层析成像方法的应用技术,总结了现场测试的基本步骤、富水断层破碎带的地质解释判别特征,成果对于富水断层破碎带隧道超前预报具有参考意义。

时变三维电离层层析成像重建公式

基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析问题的数学基础 ,在简化电离层电子密度随时间变化的条件下 ,导出了三维平行束层析重建公式 .在二维情况下 ,本文导出的三维平行束层析重建公式与Yeh等给出的二维电离层层析重建公式相同 .文中还讨论了有限视角和有限接收机孔径对重建图像的影响 .根据文中给出的三维平行束层析重建公式 ,在这些非理想条件下 ,对一个脉冲源函数进行CT重建的结果表明 ,基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析是可行的 .

基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法

地震各向异性是反映地球内部介质特性的重要指针之一。常用的横波分裂法和二维面波方位各向异性层析成像方法很难准确反映各向异性随深度的变化。将与周期相关的区域化面波方位各向异性转换成与深度相关的一维横波速度方位各向异性可以弥补深度信息不足的缺陷。现有三维横波速度各向异性研究多是通过两步方法来实现的,即逐个周期二维面波方位各向异性层析成像以及逐个格点一维横波速度方位各向异性反演。这种分步反演的方式既不利于三维先验约束的引入,也不利于利用原始观测拟合误差对三维模型进行直接评估。因此本文开发了基于面波频散曲线的三维横波速度方位各向异性层析成像方法,并编制了相关正演和反演程序。为了检测方法和程序的有效性,我们对规律分布的三维检测板模型进行了模拟测试。测试结果显示:该方法可以很好地恢复各向同性波速异常、各向异性相对强度和快波方向等三维结构信息;而且反演模型相对于参考模型明显改善了对观测数据的拟合,降低了对观测数据的均方根误差。但对各向同性理论模型进行各向异性反演时,在波速均匀区可产生小于0.5%的假各向异性幅值,在波速非均匀区该假的各向异性幅值会更大,浅部可达3.5%。因此在实际应用中需要谨慎解释(浅部)非均匀区的各向异性结果。

Terahertz波计算机辅助三维层析成像技术

介绍和讨论了Terahertz波计算机辅助层析成像技术 (Terahertz CT) .与x射线计算机辅助层析成像技术 (XCT)相比较 ,Terahertz CT可获得更丰富的信息来处理图像 .理论上 ,该技术可获得被测物在Terahertz波段的折射率和吸收率的三维分布 .这意味着有可能利用Terahertz CT进行暗箱识别探测 ,该技术的原理在安全检查和无损探测等方面的应用有着广阔的前景 .

云南腾冲火山区上部地壳三维地震速度层析成像

根据 1 999年腾冲火山区人工地震探测资料 ,用层析成像方法反演了腾冲火山区上地壳三维 P波速度结构 .层析成像结果显示出 ,在腾冲火山区下方的上地壳内存在明显的 P波低速区 ,该低速区在地下 7～ 8km深度 ,可能与上地壳内的岩浆囊或部分熔融体有关 .层析结果还显示出低速区主体在热海地区的东北侧 .地表附近的低速区可能是构造破裂发育地区形成了有利于深部热流体上升的通道 ,因此 。

岫岩陨石坑三维Q值层析成像

到2009年为止，世界上已发现176个陨石撞击坑．从20世纪80年代起，中国学者从地质、地球化学和地质钻探角度推断并证实辽宁省岫岩县的一个环形构造为陨石撞击而成，但该坑的深部构造及整体特征仍有待地球物理方法来确认．本文从地震勘探角度利用三维Q值层析成像方法首次对岫岩坑的地震波衰减结构进行了研究，以便对该撞击构造有个整体认识．Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳介质非均匀性有着重要意义．利用基于吸收特征时间t^＊的三维Q值层析成像方法，计算了岫岩坑地震折射方阵的观测数据的振幅谱，并通过拟合振幅谱得到了反映地震波衰减的t^＊,利用t^＊通过三维Q值层析成像方法获得了该坑的三维Q值结构．结果表明：该陨石坑内从地表到深度100m的Q值层对应坑内上部107m厚的湖泊相沉积物，深度100t300m的Q值层对应坑内下部厚度为188m的角砾岩堆积透镜体．深度300700m的Q值层对应角砾岩堆积透镜体下面的下元古界变质岩系程度较低的撞击破碎层．大约250m深处的波阻抗界面与地质钻孔的260m深处的陨石冲击分界面相对应．

三维Q值层析成像研究

给出一种三维Q值成像方法和计算流程。模型的参数化采用矩形网格形式,计算中对射线路径的求解采用三维有限差分,反演方程的求解利用反投影法。数值模拟表明了方法的可行性,用于实测资料处理。

三维Q值层析成像人机交互软件及其在地震数据处理中的应用

Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳内部构造、热活动状态、地壳介质非均匀性以及断层分布有着重要的意义.编写了基于吸收特征时间t*的三维Q值层析成像人机交互软件,可以方便快捷地计算地震体波(P波和S波)的振幅谱并通过拟合振幅谱得到反映地震波衰减的吸收特征时间t*,并利用t*资料通过三维Q值层析成像方法得到三维Q值结构.实际观测资料处理结果表明,文中给出的方法和软件是有效且可行的.

三维电阻率层析成像应用初探

电阻率层析成像技术是20世纪80年代末期发展起来的一种电法勘探方法。该方法具有测点密度大、工作效率高等特点,兼具剖面法和测深法的功能,因此近十几年发展迅速。但三维电阻率层析成像技术在许多技术环节上还有待完善,目前国内外还处在理论研究和实践探索阶段。介绍了三维电阻率层析成像技术的方法原理以及单极、轴向偶极和赤道偶极装置的特点;并用德国resecs电阻率测量系统对这三种装置的应用效果进行了比较;且对二维观测与三维观测进行了对比实验。试验结果表明:三种装置的勘探效果基本相同,不过单极装置的勘探深度要深一些,但需要布置无穷远极,比较费事;而赤道偶极的数据点比其它两种装置要多几倍,测量工作比较费时;另外,三维观测效果明显优于二维观测的效果。

东亚及西太平洋边缘海高分辨率面波层析成像

根据欧亚大陆及西太平洋地区 58个数字地震台站约 1 2 0 0 0个长周期波形记录 ,挑选出 41 0 0条面波大圆传播路径 ,采用面波频散及波形拟合反演方法 ,对东亚及西太平洋边缘海地区 (60°E— 1 60°E ,2 0°S— 60°N)的地壳上地幔进行了高分辨率三维S波速度成像 .结果表明 ,从上地壳到 70km深 ,在东亚东部及西太平洋边缘海地区为高速分布 ,西部以青藏高原为中心呈极低速分布 .自地中海经土耳其、伊朗、喜马拉雅山到缅甸、印尼群岛的特提斯汇聚碰撞带 ,显示为低速异常链 .从 85km至 2 50km深 ,在东亚东部及西太平洋边缘海 ,自北向南显示出一条巨型低速异常带 ,西部地区为高速异常分布 .以东经 1 1 0°E为界 ,东西两部分岩石圈、软流圈的结构与深部动力过程有着巨大的差异 .此界线以西主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区 ,东部则主要是由于软流圈上涌 (地幔热物质上升 )

三维地震波层析成像技术在隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报是隧道施工中不可或缺的必要步骤,是降低施工过程地质灾害发生、减少灾害损失的重要手段.三维地震波层析成像技术是利用地震波反射原理,采用地震层析成像及全息岩土成像技术的新型超前地质预报技术,在国内应用较少.文中介绍了三维地震波层析成像技术的工作原理及方法,并结合工程地质类比法,对新建大瑞铁路尖山岭隧道进行了超前地质预报.研究结果表明,三维地震波层析成像技术对隧道超前地质预报效果良好,准确率达到90%.

三维超声层析成像法在高速公路典型病害成因挖掘中的关键技术

结合三维超声层析成像技术在某公路路面质量检测中的应用,介绍了超声成像技术的基本使用方法及特点。通过采用该方法对路面缺陷进行检测,查清了结构内部的有害脱空的尺寸大小及空间位置,为施工单位的修补提供了科学的参考资料。三维超声层析成像技术具有简便、直观、信息量大等优点,在公路工程中有着广阔的应用前景。

青藏高原S波和泊松比的层析成像

本研究使用中国数字地震台网(CDSN)(2009—2016)走时数据开展青藏高原地壳地震波速度三维层析成像研究,获得分辨率达到1°×1°×20 km的青藏高原地壳S波三维速度结构和泊松比分布.结果表明,分布在可可西里和羌塘北部的高钾质和钾质火山岩带,其上地壳到下地壳都存在S波波速扰动负异常和高泊松比.说明第三纪青藏高原隆升过程中,由于大陆碰撞使三叠纪的东昆仑缝合带重新破裂,造成大量壳幔混合熔融物质上涌和火山喷发,进而揭示了青藏高原北部新生代火山岩的存在与青藏高原的形成和隆升密切相关;青藏高原新生代裂谷位于中下地壳S波速度扰动负异常带的两侧,裂谷带之下的中下地壳泊松比减小到0.22以下.裂谷带之下中下地壳的S波速异常分布和泊松比值可以推断青藏高原新生代裂谷深达中地壳底部,这个推论与密度扰动三维成像的相关结论一致.青藏高原S波速度和泊松比在下地壳至壳幔边界随深度产生急剧变化,说明地壳内部发生了大规模的层间拆离和水平剪切;青藏高原东构造结之下泊松比高达0.29~0.33,S波速度扰动为负异常,推断东构造结下方地壳主要由坚硬的蛇纹石化橄榄岩组成;青藏高原中下地壳S波速负异常区范围大面积扩大,地壳底部几乎被S波速低值区全部覆盖.下地壳S波异常分布特点可能反映下地壳管道流的影响.

一维速度结构和三维有限频全波层析成像研究:以天山造山带和华北地区为例

盆岭体系是板块构造演化中的两个主要末端，在岩石圈结构构造及其演化中扮演着重要的角色。本文针对我国东西部两个不同区域的盆岭体系，以北天山东部与准噶尔盆地结合区域和华北首都圈区域为例，结合各自不同的数据基础特点，优化地壳一维速度模型以及应用全三维有限频方法进行全波层析成像。这将有助于我们深入理解盆岭体系中相邻板块间的相互作用以及构造与地震活动性之间的关系。

青藏地区面波高分辨率层析成像

通过搜集1986～2001年间亚洲、部分欧洲及西太平洋地区台网44个数字地震台记录的187个地震事件,约1500条三分量长周期数字化地震记录。从中挑选出390条很好地覆盖了青藏高原及邻区大圆传播路径,采用面波频散反演方法,对70°E～110°E,10°S～45°N范围地壳上地幔不同深度(8～430km)进行1°×1°高分辨率三维S波速度成像。根据成像结果对青藏高原的地壳厚度进行了推断,讨论了青藏高原的构造演化及其动力学特征。

三维电容层析成像传感器优化及循环流化床提升管轴向流动成像

由于多相流流动的复杂性和不透明性,对气固两相流循环流化床提升管轴向行为研究一直是亟待解决的难题。本文采用八截面三十二电极的三维电容层析成像(ECT)传感器,每个截面包含4个电极,分析了在不同轴径比(轴向长度与传感器内径之比)和不同电极覆盖率下的成像情况。仿真结果表明,当轴径比为8.3、电极覆盖率达到69%时,在保证成像质量的情况下达到最大的轴径比。开发了一套32通道的三维ECT数据采集系统用于流化床提升管流动成像,成像速度为每秒120帧。成像结果表明,当流化气速Uf为2.34m/s时,段塞流在加速上升到一定高度后,由于气速和颗粒速度差降低带来的曳力减小而破裂。本系统可以有效揭示循环流化床(CFB)的三维动态特征。

青藏高原地壳地震纵波速度的层析成像

本次研究利用地方地震台站的数据开展青藏高原地壳地震波速度的三维层析成像研究,得到分辨率达到1°×1°×20 km的地壳纵波三维速度结构,揭示了青藏高原地壳内部地壳波速结构特征。结果表明,青藏高原P波波速随深度产生巨大变化,说明地壳内部发生了大规模的层间拆离和水平剪切,用传统的地块运动不能准确地描述地壳物质运动。从P波波速扰动图上看到,青藏高原上地壳和上地幔的P波波速扰动为大范围正异常区,可以认为青藏高原在同碰撞和后碰撞期频繁的岩浆活动和结晶作用,造成了现今相对比较坚固的上地壳和岩石圈地幔,使青藏高原保持一个整体。分布在可可西里和羌塘北部的高钾质和钾质火山岩带,反映为青藏高原地壳的P波波速扰动负异常带,从上地壳到下地壳都有分布。说明由于大陆碰撞使三叠纪的东昆仑缝合带重新破裂,造成大量地幔流体物质上涌和火山爆发,对高原的形成和隆升都有一定的贡献。通过地震层析成像取得的三维地壳波速图像,进一步证实了由密度扰动三维成像指出的存在青藏高原下地壳流和新生代裂谷深部到达了中地壳底部的结论。

电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用

为实现矿井突水过程中岩层断裂和渗流通道形成过程的实时监测和前兆信息捕捉,将三维电阻率层析成像法作为一种实时成像监测手段尝试引入到矿井突水模型试验的监测工作中。采用具有自动采集功能的电阻率层析成像监测系统,实现介质电阻率变化数据的实时动态监测。提出优化反演效率的计算方法,利用Cholesky分解法求解电阻率层析成像正演中的大型线性方程组,利用预条件共轭梯度法求解反演方程,由此建立三维电阻率层析成像实时反演方法,实现原始数据的快速反演和动态图像的实时输出。提出以电阻率层析成像法为主,结合原始视电阻率数据分析和关键点数据时程曲线分析的多参数监测分析方法。在试验过程中,利用层析成像法得到防突层裂隙产生、扩展直至贯通的实时动态图像,得到主要裂隙和渗流通道的产生位置、形成过程等信息,与实际情况基本一致。综合3种方法的分析结果,得出防突层发生突水断裂的诱因,并确定捉到确切前兆信息的最早时,该时刻比突水发生时刻提前998s。模型试验证明,电阻率层析成像系统有效地反映岩层断裂及渗流通道的形成过程,成功地捕捉到一系列前兆信息,为突水灾害的及时预警预报提供重要参考。